一体化压铸是行业未来发展的一大趋势
在铝合金压铸件的生产过程中,需要考虑到选材、材料优化、模具开发、铸造、精加工等一系列难点,还需要直接与客户沟通,参与产品设计,这就要求压铸厂家要有雄厚的技术实力和人才储备。 此外,铝合金冶炼、压铸、后加工过程中的安全防护措施对公司的安全生产技术和人员专业性提出了更高的要求。 最后,随着全球汽车产业链专业分工日益明显,整车厂商与零部件厂商在研发上的相互参与已成为一种趋势,这种上下游同步研发模式对零部件厂商的自主研发、快速反应和持续创新能力提出了更高的要求。 因此,由于缺乏经验积累、工艺理解和初期研发实力,行业新进入者很难在短时间内拥有较强的竞争力。
一、行业发展概况
1)合金具有能量差异和成本适中两大优点,是汽车轻量化材料之一。
铝合金压铸件应用范围广泛,广泛应用于汽车、机械、电子电器、通讯设备等领域,其中压铸件使用量最大。 由于铝合金生产成本低,工艺成熟,应用范围广,铝合金是目前压铸件中最重要的金属。
汽车轻量化是指在保持原有行车安全性、耐撞性、抗震性和舒适性的前提下,有针对性地减轻汽车本身的重量,而汽车本身的成本不增加。 汽车轻量化是设计、材料与先进加工成型技术的集成,是集汽车性能提升、轻量化、结构优化、合理性四个方面于一体的系统工程。 在全球推进“节能减排”、新能源汽车逐步崛起的背景下,汽车轻量化已成为降低传统燃油汽车油耗、提高新能源汽车性能的重要途径。
目前,汽车零部件用轻量化材料包括高强度钢、碳纤维、铝合金、镁合金等类别中适合压铸工艺应用的合金材料,铝合金具有密度低、耐腐蚀性强、成型和切削性能好、高低温下机械性能优良、压铸工艺成熟等特点。 目前市场上最主流的轻量化材料是铝合金材料和高强度钢,铝合金具有良好的减重性能和性价比,因此已实现大规模商业化应用。 从性能的角度来看,铝的密度约为钢的三分之一,汽车使用 1 公斤铝来代替自身重量 225公斤的钢材,加上铝合金结构设计优化可实现二次减重,整体减重效果大于50%,此外铝合金还具有强度高、可回收、耐腐蚀、密度低等优点:从成本上看,铝合金**仅为钢的25倍,远低于碳纤维复合材料。 镁合金的**与铝合金相似,但镁合金的腐蚀问题限制了其在汽车工业中的大规模应用,因此铝合金是现阶段最好的轻量化材料之一。
2)节能减排政策,促进轻量化发展。
2017年4月,工业和信息化部、国家发改委、科技部联合印发《汽车产业中长期发展规划》,明确提出“到2020年,新车和乘用车平均油耗降至5”。每100公里0升,节能车油耗降至45升100公里以内,商用车接近国际先进水平,实施国六排放标准,新能源汽车能耗处于国际先进水平; 到2025年,新车和乘用车的平均油耗将降至40升100公里,商用车达到国际领先水平,排放达到国际先进水平,新能源汽车能耗处于国际领先水平”。 随着消费者对汽车驾驶需求的增加,轻量化带来的经济性、安全性和舒适性将更好地满足消费者的需求,轻量化的优势将更加明显。
3)对轻量化新能源汽车的需求增加。
近年来,新能源汽车产业蓬勃发展,国内电动汽车市场的产销量逐年增长。 2020年11月2日,**办公厅发布《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》,提出到2025年,新能源汽车销量占当年新车销量的20%左右; 到2035年,纯电动汽车将成为新销售汽车的主流,中国新能源汽车的核心技术将达到国际先进水平,质量品牌将具有较强的国际竞争力。 世界其他主要国家也在加大对新能源汽车研发和生产的投入。
新能源汽车搭载了三大电动系统和大量智能设备,与传统能源汽车相比,重量增加较大,而基于目前电动汽车的供能和储能技术,充电不便导致的里程短和里程焦虑仍是新能源汽车行业面临的重要问题。 在此背景下,通过轻量化技术的应用,减轻车辆重量,增加新能源汽车的续航里程具有更重要的意义。
参考国际铝业协会发布的《中国铝消费评估报告(2016-2030年)》,在燃油方面,汽车、发动机、传动系统、车轮和制动系统是铝合金的主要应用领域; 在新能源汽车方面,电池系统和轮毂是铝合金的主要应用领域,而铝合金在车身结构件、车身面板、底盘等方面的应用仍然很少。 据相关数据显示,铝合金车身结构件在传统燃油车中的渗透率为4%,在新能源汽车中的渗透率为8%,市场渗透率仍然较低,是铝合金应用的蓝海市场。
综上所述,铝合金作为一种性能优良、成本适中的轻量化材料,符合汽车轻量化、节能减排的行业趋势。
二、铝合金精密压铸行业竞争格局
铝合金精密压铸作为常规的汽车零部件,从全球来看,从欧美等传统强国的大型零部件制造商中占据先发优势,以博世、大陆为代表的全球汽车零部件制造商拥有体系标准、技术人才、全球链条等方面的竞争基础, 已在各大汽车市场建立了合资企业,全方位布局产业。
在我国,得益于一流的政策支持、资本市场的帮助和高科技的快速发展,一些本土优势企业的研发制造能力得到进一步提升,成为中国顶级、世界一流的汽车零部件供应商,得到了全球整车厂商和跨国一流零部件厂商的广泛认可。
3、汽车轻量化、节能减排是汽车工业发展的必由之路
汽车轻量化是指在满足汽车使用、安全和成本控制要求的条件下,将结构轻量化设计技术与多种轻量化材料和轻量化制造技术一体化应用,从而提高车辆动力,降低油耗,减少尾气污染,从而实现产品轻量化。 特别是“碳达峰”和“碳中和”提出后,汽车节能减排的需求更加迫切。
减轻车辆的重量还有助于提高汽车的操控性和安全性,从而在较低的牵引负载下获得更好的操控性,并相应地减少制动距离,从而获得更好的车辆动态响应。 由于节能、环保、性能的需要,汽车轻量化已成为全球汽车工业发展的重要方向之一,是国内外汽车厂商应对能源和环境挑战的共同选择,也是汽车产业可持续发展的必由之路。
1)汽车轻量化是行业发展的必然趋势。
随着低碳经济的到来,世界各国对车辆排放和燃油经济性制定了更严格的标准。 2021年生效的欧洲汽车排放标准规定,到2021年,欧盟新车的平均排放量不得超过95g-km。 美国环境保护署 (EPA) 和交通部 (DOT) 发布了美国2011 年 7 月 29 日发布的 2017 年至 2025 年新轻型车辆温室气体排放和燃油经济性标准补充意向书,其中规定 2025 年平均新型轻型车辆温室气体排放量从 2016 年的 250 克英里减少到 163 克英里。我国《轻型车辆污染物排放限值及测量方法(我国第六阶段)》,即《国六》标准,于2016年12月23日正式发布,计划在2020年和2023年逐步实施《国六》标准,比《国五》标准整体严格50%以上。
从国际上看,解决汽车节能减排问题主要有三种途径:一是大力发展新能源汽车,通过推广使用新燃料和电动汽车,减少对石油资源的依赖; 二是通过应用一系列电子技术,大力发展先进的发动机技术,提高燃油经济性; 三是大力发展汽车轻量化技术,在保证车辆安全等基本性能的前提下,通过减轻车辆本身的重量,实现节能减排。 考虑到上述三种技术途径的潜力和局限性,大力发展和推广汽车轻量化技术将是节能减排的重要可行途径。
2)新能源汽车的发展对汽车轻量化提出了更为迫切的需求。
新能源汽车是指采用新型动力系统,完全或主要由新能源驱动的车辆,包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池汽车。 2020年10月,常务会议通过了《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》,目标是到2025年占汽车年销量的20%。 新能源汽车相关激励政策将逐步推动铝合金等新材料在汽车轻量化中的应用。
目前,新能源汽车面临的一个主要问题是笨重的电池增加了汽车的重量和体积,从而限制了续航里程和操控性能。 因此,如果短期内电池技术没有重大突破,新能源汽车亟需降低整车整体质量,以减轻电池重量的压力。 这将极大地推动轻量化材料应用技术的发展,为以铝合金等轻合金为基础的压铸企业提供更广阔的发展空间。 铝合金材料具有重量轻、制造复杂薄壁铸件时尺寸稳定性高、耐腐蚀性强、机械性能好、导热导电性高、高温强度高等特点,是轻量化汽车的理想选择。
4、一体化压铸是未来行业发展的大趋势
纯电动汽车不同于传统的燃油汽车,电池+电机代替发动机作为汽车的取力系统。 电驱动系统的设计经历了独立和二合一。
一是三合一、一体化的发展阶段。 电驱动系统集成更多功能是大趋势,电驱动壳体的设计也将从独立设计向集成设计迈进:从简单的分体式集成,即减速机、电机和电控有自己独立的壳体设计,到电机和减速机壳体的集成和三大壳体的集成。 随着更多的功能集成到电驱动装置中,更多的功能设计将被添加到外壳中。 电机、电控和减速机都需要冷却系统,壳体的设计需要考虑冷却管路的设计和布置。 这对壳体制造商的产品开发和设计能力提出了更高的要求。 一体化压铸是汽车结构简化的一大趋势。 一体式压铸车身是轻量化技术的升级版,减少了车身零件数量,大大简化了车身结构; 同时简化了第一链环节,具有减轻整车重量和电池成本、原材料利用率高、减少工厂占地面积等诸多优点,从而大大提高了汽车装配效率。 随着高真空压铸工艺和大吨位压铸机的发展,铝合金压铸结构件可以满足性能要求,使得该类产品在新能源汽车中得到普及。
更多行业资讯,请参阅普华科技战略咨询2024-2030年汽车铝合金精密压铸行业市场研究发展趋势报告同时,普华永道管理咨询还提供产业研究报告、产业链咨询、项目可行性报告、专精特新小巨人认证、国家制造业单项冠军企业认证、“十四五”规划、项目后评估报告、BP商业计划书、产业图谱、产业规划、蓝色IPO融资可行性研究、IPO工作底稿咨询等服务。